Forskelle i mikrobiomet blev observeret hos intuberede patienter, der viste en højere forekomst for Staphylococcus . Større mængder af Anelloviridae og Redondoviridae blev også korreleret med intuberede patienter med alvorlige COVID-19-komplikationer.
Forskerne skriver:
Undersøgelse:Underskrifter af COVID-19 sværhedsgrad og immunrespons i luftvejsmikrobiomet. Billedkredit:Kateryna Kon / Shutterstock“Vi rapporterer om dyb dysbiose i luftvejsbakterien og viralt mikrobiom hos indlagte COVID-19-patienter, som adskiller sig fra ikke-COVID-patienters, udviser accelereret destabilisering over tid, og forbinder med sygdommens sværhedsgrad og systemiske immunprofiler.
Teamet indsamlede oropharyngeal eller nasopharyngeal podninger fra 83 patienter, der var indlagt på grund af COVID-19-infektion. Patienterne havde en median på 64 år og omfattede 39 kvinder og 44 mænd. Omkring 67% af patienterne var sorte, efterfulgt af 24% af patienterne, der identificerede sig som hvide. Bortset fra fem, alle havde komorbiditeter. Prøverne blev opnået ved en median på fire dage efter indlæggelse. Der var også 48% af deltagerne, der blev intuberet, med 24% døende. Disse patienter gav også endotracheale aspiratprøver.
Tretten deltagere uden COVID-19 men med en underliggende tilstand blev indlagt på hospitalet, men på ikke-ICU. Omkring 62% skulle intuberes, og af dem, 46% døde.
Sygdommens sværhedsgrad blev målt ved hjælp af WHO 11-skalaen, med hospitalsindlæggelse som et niveau 4 og døden mærket et niveau 10.
I alt 582 prøver til mikrobiomanalyse blev indsamlet fra COVID-positive patienter og 75 fra ikke-COVID.
Undersøgelseskontroller bestod af 30 raske individer, der leverede vatpindprøver og 12 prøver, der gennemgik bronkoskopi og bronchoalveolær skylning.
RNA ekstraheret fra patientprøver var variabel, og viral belastning faldt til uopdagelig hos de fleste patienter under sygdomsprogression. Imidlertid, nogle patienter fortsatte med at udvise SARS-CoV-2 RNA 3 uger efter symptomdebut.
RNA -niveauer korrelerede ikke med kliniske resultater.
Genom-sekventering fra 26 patientprøver viste, at SARS-CoV-2 faldt under B.1-slægten. Denne slægt indeholder D614G -mutationen på spike -proteinet sammen med P314L -varianten.
De respiratoriske mikrobiomer på tværs af intuberede patienter omfattede almindelige respiratoriske patogener, inklusive Staphylococcus, Klebsiella, og Stenotrophomonas . Imidlertid, mindre forskellige mikrobiomer blev observeret hos patienter med COVID-19.
Af de 24 intuberede patienter, 6 mikrobiomer viste en høj forekomst for Staphylococcus . Ca. 5 patienter viste Staphylococcus -dominans i mikrobiomet en uge efter kulturtest, og kun 3 havde S. aureus . Tre patienter havde Enterococcus .
Andre patogener til stede, men i mindre mængder inkluderet Stenotrophomonas , Enterobacteriaceae , og Enterobacterales .
Forskere fandt stabilitet i mikrobiomet for nogle patienter, mens andre viste ændringer over tid. De konkluderer:
"Dermed, mikrobiomet i de nedre luftveje hos kritisk syge intuberede COVID-19-patienter er lav mangfoldighed, kan domineres af enten patogener eller normale taxa i øvre luftveje, kan have en forkærlighed for Staphylococcus, og kan være meget dynamisk. ”
Forstyrrelser i mikrobiomet forudsagde også immunitet over for COVID-19-et lavere lymfocyt-til-neutrofilt forhold, der er knyttet til mindre forskellige luftvejsmikrobiom-samfund. De faldende niveauer korrelerede med øget sygdomsgrad.
Teamet kiggede også på 193 individuelle cellulære immunfunktioner fra perifere blodmononukleære cellefænotypeprøver fra 34 patienter. Resultaterne viste, at det orofaryngeale mikrobiom er forbundet med systemisk immuncellesammensætning.
Tidlig prøveudtagning viste Anelloviridae og Redondoviridae var en af de mest fremragende mikrobielle indikatorer for at kræve intubation på hospitalet. DNA -vira blev også knyttet til en højere WHO -score, hvilket indikerede større sygdomsgrad.
Forskere brugte maskinlæringsalgoritmer hos to patienter til at finde forhøjede niveauer af små cirkulære DNA-vira forudsagt, om en person ville blive intuberet-selvom de ikke var lige så stærke som bakterier til at forudsige sværhedsgraden af COVID-19 sygdom. Prevotella og Mycoplasma i orofaryngeale prøver var også forbundet med en større risiko for hospitalsindlagt intubation. Dette tyder på, at bakterielle slægter snarere end DNA -vira korrelerer med højere sygdomsgrad.
“Vores langsgående analyse afslørede større destabilisering af det orofaryngeale bakterielle mikrobiom hos COVID-19 end ikke-COVID-patienter. Dette fund er særligt slående, da ikke-COVID-patienter generelt var sygere (alle på ICU; 40% dødelighed) end COVID-19-patienter (både ICU og ikke-ICU-patienter; 24% dødelighed). ”
*medRxiv udgiver foreløbige videnskabelige rapporter, der ikke er peer-reviewed og, derfor, ikke skal betragtes som afgørende, vejlede klinisk praksis/sundhedsrelateret adfærd, eller behandles som etablerede oplysninger.